#章节六：for循环和while循环
作者：互联网
章节六：for循环和while循环
目录今天，我们要学习的主题是【循环】。循环的意思是：把一件事重复执行很多遍。
每个人的生活和工作都充满了循环，很多时候，循环意味着重复和枯燥。比如你要手动输入200个员工的个人信息，比如她要一遍一遍地给不认真的人费劲口舌解释同样的事情，又比如他一成不变、如同一潭死水般的生活。
一成不变的生活终归需要你自己去打破循环，但工作的事，就大可让计算机帮一帮我们了。与人类不同，计算机不怕苦也不怕累，无聊的事情可以重复上千遍，只要能追寻到你想要的答案。
这恰恰就是编程解放人类的地方。比如你需要下载很多很多张图片，本来你是要手动操作的，而计算机通过【循环】，就可以依照某些规则，帮你一张一张地下载图片，你在一旁歇着就好。计算机干重复性的工作比你拿手。
再比如作为运营，可能需要去解散很多的用户群，本来要一个一个手动点击，而计算机通过【循环】，就可以依照某些规则，帮人一个一个解散。计算机干重复性的工作比你省力。
现在你再看“循环”这两个字，是不是跟开始不太一样了？
为什么计算机就特别擅长做重复性工作呢？注意，是“超擅长、速度超快”，而不只是“能干活、不抱怨”。
究其原理，其实是因为代码中的【循环语句】，让计算机能够重复性地、自动地执行指令
要实现“重复、自动地执行代码”，有两种循环语句可供我们选择使用：一种是for...in...循环语句，另一种是while循环语句。
1. for...in...循环语句
先看一段最简单的for循环代码，了解它的格式：
终端上依次出现了列表里的所有数字，对吧？我们用大白话来打个比方，以便更好地理解这段代码的意义：
for i in [1,2,3,4,5]:
print(i)
#有一群数字在排队办业务，也就是列表[1,2,3,4,5]
#它们中的每一个被叫到号的时候(for i in)，就轮流进去一个空房间办业务
#每一个数字进去房间之后，都对计算机说：“喂，我要办这个业务：帮忙把我自己打印出来”，也就是print(i)
#然后计算机忠实的为每一个数字提供了打印服务，将1,2,3,4,5都打印在了屏幕上
for循环的3个要点即是:1.空房间；2.一群等着办业务的人；3.业务流程
1.1 for循环：空房间
for i in [1,2,3,4,5]: #i是“空房间”
print(i)
空房间的学名叫【元素】（item），你可以把它当成是一个变量。那么首先，我们需要给房间取一个名字，也就是“变量名”。
为什么我总是用i？因为英文是item，所以i是常用名嘛。但其实你给这个房间取什么名字都行。
是不是三种结果都一样？这就对啦，不必拘束姓名。
在for循环结束之后，我们还能使用这个房间，不过这时候房间里的人是谁呢？请运行代码体验一下：
原来，业务结束之后，最后一个走进去的5留在了房间里，被打印了出来。
1.2 for循环：一群排队办业务的人
我们刚刚看到的“一群排队办业务的人”，都是以列表的形式出现：[1,2,3,4,5]。还有哪些数据类型也属于“一群排队办业务的人”呢？
我觉得你已经猜到了，就是字典。
我们用print(i)把“空房间”i打印了出来，发现i会逐个接待字典中的每一个【键】。
字符串也属于“一群排队办业务的人”。打个比方，'吴承恩'三个字就像一家三口，但走进空房间办业务时，这家人是可以一个一个进去的。来试试吧。
而整数、浮点数是不属于“一群排队办业务的人”的，如果把它们放在for循环里，代码会报错。
现在我们理解了：列表，字典，字符串都可以是“一群排队办业务的人”。
for i in [1,2,3,4,5]:
print(i)
还是这段代码，代码的运行结果你应该已经了然于心，是1,2,3,4,5依次出现。也就是说，当这一群排队的人依次序走进空房间，每个人都会把业务办完。
这个过程，在Python中的学名就叫做【遍历】。
其实，遍历这个词在古代汉语中就已经出现过了
只不过古人是遍历名山大川，一一寻访学问；而Python是遍历数据结构（列表、字典等），一一访问其中的数据。
除了列表，字典，字符串三种数据类型，我们还可以遍历其他的数据集合。比如和for循环常常一起搭配使用的：range() 函数。
1.3 range()函数
运行后，你看到了整数0，1，2，是不是？使用range(x)函数，就可以生成一个从0到x-1的整数序列。
它还有更多用法，再比如：
使用range(a,b) 函数，你可以生成了一个【取头不取尾】的整数序列。
你可能会想问，我没事儿取这些整数出来干嘛？嗯，这是个好问题。咱们来看看这个：
重要的事情说三遍，哈哈。像这样，有了range()函数之后，当你想把一段代码固定重复n次时，就可以直接使用for i in range(n)解决问题。
来进阶练习下：如果你要重复打印“书桓走的第n天，想他”，n为0到10，你会怎么写？
for i in range(0,11):
print('书桓走的第'+str(i)+'天，想他')
range()函数还有一种用法，我们来直接运行体验一下：
你观察出规律了么？这里range(0,10,3)的意思是：从0数到9（取头不取尾），步长为3。
好啦，我们来实战一下：请你用for循环完成1到100的整数分别乘以5的计算，并打印出来，效果就像这样：
5
10
15
20
……（中间过程省略）
490
495
500
1.4 for循环：办事流程
我们以下面的代码为例：
for i in [1,2,3,4,5]:
print(i*5)
这两行代码中，in表示从“一群排队办业务的人”（字符串、列表、字典等）中依次取值，这个刚才我们已经学过了。
在循环的过程中，“一群排队办业务的人”会被依次取出，然后走进房间i去办理业务。
但办事流程呢？在这里流程很简单，都是print(i*5)。然后在i=1的情况下，执行一遍流程；在i=2的情况下，再执行一遍流程……一直执行到i=5，也就把这群人的事情全部办完了：
办事流程”的学名是【for子句】。格式是【冒号】后另起一行，【缩进】写命令。
格式对于编程来说是一件再怎么强调也不为过的“小事”，所以在这里我们再强调一下for循环的格式：
到这里，你已经掌握for循环的基本语法了，我们再做一些练习。
假设你要做大采购，让小明买醋，小红买油，小白买盐，小张买米；我们先把这堆事情写成一个字典：d = {'小明':'醋','小红':'油','小白':'盐','小张':'米'}
如果我们把这四个人要买的东西依次print出来，要写4句print语句：
d={'小明':'醋','小红':'油','小白':'盐','小张':'米'}
print(d['小明'])
print(d['小红'])
print(d['小白'])
print(d['小张'])
请你来动手用for循环代替以上重复性代码，并起到同样的效果。
d={'小明':'醋','小红':'油','小白':'盐','小张':'米'}
for i in d:
print(d[i])
2. while循环
先来看看while循环长啥样：
还是1,2,3,4,5依次出现，对吧？我们也用大白话去解释一下这段代码。
和for循环语句不同，while语句没有“空房间”，也不是“把一群排队办业务的人做完”。它是“在一定的条件下”，“按照流程办事”。
a = 0 #先定义变量a，并赋值
while a < 5: #设定一个放行条件：a要小于5，才能办事
a = a + 1 #满足条件时，就办事：将a+1
print(a) #继续办事：将a+1的结果打印出来
很明显，while循环有2个要点：1.放行条件；2.办事流程。
2.1 while循环：放行条件
while在英文中表示“当”，while后面跟的是一个条件。当条件被满足时，就会循环执行while内部的代码（while子句）。
所以while循环本质上像是一个哨卡：只要事情符合条件，那就一遍又一遍的“按流程办事”。
就像在上面的例题中，只要a<5这个条件成立，就不停地办事（把a+1的结果打印出来），直到条件不成立，办事流程就停止。
a = 0
while a < 5:
a = a + 1
print(a)
同样，while语句也要注意代码规范：
和for循环一样，冒号和内部代码的缩进都是必不可少的。╭(╯^╰)╮写不规范的话计算机又给你报错，然后你又卡在莫名其妙的地方很久噢......
下面，我们用一个好玩儿的案例来说明while的具体用法，不晓得你们有没有看过金庸的武侠小说《神雕侠侣》？
小说里的主角小龙女（古墓派掌门人）自小在终南山上的古墓里生活。这个门派有个规定，除非有男人愿意为掌门人死，否则掌门人永远不能出墓门半步。
在Python中，这个故事的逻辑就被翻译成：当（while）没有男人愿意为小龙女去死的时候，小龙女要一直一直一直生活在古墓里，这就是一种循环。只有当条件（没有男人愿意为小龙女去死）为假的时候，就可以打破循环，小龙女就能出古墓下山了。
这段代码我先写出来，你看看~
man = '' # 注：''代表空字符串
while man != '有': #注：!=代表不等于
man = input('有没有愿意为小龙女死的男人？没有的话就不能出古墓。')
print('小龙女可以出古墓门下山啦~')
详解：
第1行代码：定义了变量man为空的字符串。使用变量前要先定义变量并为变量赋值，下面我们还会继续用到变量man。
第2行代码：while后面有一个条件，当这个条件被满足时，即man != '有'时，放行、办事。开始执行循环内部代码，即第3行的代码，开始询问。
第3行代码：询问现在有男人愿意为小龙女死吗？输入完信息后，回到第2行代码，重新判断条件真假。直到条件被判断为假，即man == '有'，while循环才结束。
第4行代码：while 循环结束后的代码，也是循环外部的代码。因为当有男人愿意为小龙女死的时候，while 后面的条件就为假，此时，程序会结束循环，去运行第五行代码。
我们来运行一下好了，同样需要你输入内容。你可以先随便输入几个数据，只要你输入的不是有，代码就会一直循环；直到你输入有，循环会结束。
好了，你感受过了while循环的逻辑之后，现在我想请你自己动手练一练。
这个画风突变的故事是这样的：你家的大门是密码门，密码是你的生日816。当输入密码错误的时候，会提示“请尝试输入密码：”。直到密码输入正确，就会提示“欢迎回家！”。
终端的运行效果应该差不多长这样：
请尝试输入密码：
123
请尝试输入密码：
456
请尝试输入密码：
789
请尝试输入密码：
……（中间过程省略）
816
2.2 while循环：办事流程
while循环，在满足条件的时候，会一轮又一轮地循环执行代码。
我们来做道选择题，请看代码回答问题：
a = 0
while a < 5:
a = a + 1
print(a)
请问，终端会运行出什么结果？
这道题跟一开始的例题非常相似，唯一的区别在于print(a)有没有缩进。
# 之前的例题
a = 0
while a < 5:
a = a + 1
print(a)
# 本题
a = 0
while a < 5:
a = a + 1
print(a)
有缩进的时候，print(a)也是循环中的“办事流程”，会将数字逐一打印。没有缩进的时候，循环中的“办事流程”就只有做加法，print(a)也就只会打印循环结束时的最后一个数字。
稍微有点费事是不？我们来做一下分解，看看每一行代码的含义：
可以看到，最后一轮循环的时候a=4，然后最后a的值被加1后等于5：
所以，缩进后的【while子句】才是会被循环执行的“办事流程”，这一点，你应该差不多明白了吧~
那，我们再来做一个小练习。
之前，我们用for循环解过“1到100分别乘以5”的题目：
for i in range(1,101):
print(i*5)
如果现在用while循环，应该怎么写呢？你来试试看。
for循环和while循环都可以帮我们完成重复性的劳动，那到底两个循环有什么区别，什么时候用for什么时候用while呢？让我们来对比一下。
3. 两种循环对比
for循环和while循环最大的区别在于【循环的工作量是否确定】，for循环就像空房间依次办理业务，直到把【所有工作做完】才下班。但while循环就像哨卡放行，【满足条件就一直工作】，直到不满足条件就关闭哨卡。
所以说，当我们【工作量确定】的时候，我们就可以让for循环来完成重复性工作。反之，要【工作量不确定时】可以让while循环来工作：
# 适合用for...in...循环
for i in '神雕侠侣':
print(i)
# 适合用while循环
password = ''
while password != '816':
password = input('请尝试输入密码：')
要把字符串'神雕侠侣'拆成一个个字符打印出来，这件事【工作量确定】，适合用for循环。
而对于“输入密码，判断输入的密码是否正确”这件事，我们并不知道要判断几遍才能得到正确密码，所以【工作量不确定】，适合用while循环。
不过有一种情况for循环和while循环都可以解决问题，那就是【把一件事情做N遍】：
你会看到，两者都能做。不过for循环的代码相对更简洁一些。
让我们总结一下什么时候用for什么时候用while：
4. 习题练习
4.1 习题一
1.练习目标：
我们会通过今天的作业，再次练习for循环和while循环。
2.练习要求：
小美想要用今天学到的循环打印数字1-7，不过，她不喜欢4这个数字……
但是，今天的课堂她没有认真看，导致现在有点晕，不知道怎么写代码。
所以，请你运用课堂中出现的两种循环方式，为她展示下什么叫融会贯通。
这个练习呢，其实就一件事：打印数字。
在这件事的基础上加循环（控制打印范围）和条件判断（跳过4）。
下面，请你用不同的循环方式来帮小美实现“打印1-7，但是不要4”这个愿望。
(1)for 循环
(2)while 循环
(3)循环对比
#查看注释，运行代码。
# while 循环
n = 0
while n < 7:
n = n+1
if n != 4: # 当num != 4，执行打印语句；等于4时不打印。
print(n)
# for 循环
for num in range(1,8): # 为同时能运行两个循环，新取参数 num。
if num != 4: # 当num != 4，执行打印语句；等于4时不打印。
print(num)
4.2 习题二
1.练习目标
通过这个练习，你会尝试用循环来解决生活中的问题，并了解一种新的列表方法。
2.练习要求
小明、小红、小刚是同班同学，且坐在同一排，分别坐在第一位、第二位、第三位。
由于他们的身高都差不多，所以，老师计划让他们三个轮流坐在第一位。
每次换座位的时候，第一位变第三位，后面两位都往前一位。
(1)方法1：append()函数
可结合循环和append()函数，让列表发生3次变化，每次都打印出来，如下：
students = ['小红', '小刚', '小明']
students = ['小刚', '小明', '小红']
students = ['小明', '小红', '小刚']
代码参考：
students = ['小明','小红','小刚']
for i in range(3):
student1 = students[0] # 获取第一个座位的学生 student1
students = students[1:] # 让 student1 暂时离开，后面的学生座位都进一位。
students.append(student1) # 将 student1 安排到最后一个座位
print(students)
(2)pop()函数
代码参考：
students = ['小明','小红','小刚']
for i in range(3):
student1 = students.pop(0) # 运用pop()函数，同时完成提取和删除。
students.append(student1) # 将移除的student1安排到最后一个座位。
print(students)
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